خلاصة:يقوم المؤلف بتحليل حالة إنتاج واستهلاك فحم الكوك في بلدنا، واحتمال تطبيقه في احتمالات صناعة إلكترود الجرافيت ومواد الإلكترود السالب، لدراسة تحديات تطوير فحم الكوك بإبرة الزيت، بما في ذلك نقص موارد المواد الخام، والجودة ليست عالية، ودورة طويلة وتقييم تطبيق القدرة الزائدة، وزيادة أبحاث تجزئة المنتج، والتطبيق، ومقاييس الأداء، مثل دراسات الجمعيات لتطوير السوق الراقية.
وفقا لمصادر مختلفة من المواد الخام، يمكن تقسيم فحم الكوك الإبرة إلى فحم الكوك إبرة النفط وفحم الكوك إبرة الفحم. يتم تصنيع فحم الكوك الزيتي بشكل أساسي من ملاط التكسير التحفيزي المائع (FCC) من خلال التكرير وإزالة الكبريت بالهيدروجين والتكويك المتأخر والتكليس. العملية معقدة نسبيًا ولها محتوى تقني عالي. يتميز فحم الكوك بالإبرة بخصائص الكربون العالي، وانخفاض الكبريت، وانخفاض النيتروجين، وانخفاض الرماد وما إلى ذلك، وله خصائص كهروكيميائية وميكانيكية متميزة بعد الجرافيت. إنها نوع من المواد الكربونية عالية الجودة متباينة الخواص مع سهولة الجرافيت.
يستخدم فحم الكوك بشكل أساسي في قطب الجرافيت عالي الطاقة، ومواد الكاثود لبطارية الليثيوم أيون، باعتبارها أهدافًا استراتيجية "ذروة الكربون"، "محايدة الكربون"، تواصل البلدان تعزيز تحويل صناعة الحديد والصلب والسيارات وتطوير الهيكل الصناعي تعديل وتعزيز تطبيق تكنولوجيا حماية البيئة منخفضة الكربون والخضراء الموفرة للطاقة، لتعزيز صناعة الصلب في فرن القوس الكهربائي والتطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة، كما أن الطلب على فحم الكوك الخام ينمو بسرعة. في المستقبل، ستظل صناعة فحم الكوك المصب مزدهرة للغاية. يحلل هذا الموضوع حالة التطبيق وآفاق فحم الكوك في قطب الجرافيت ومواد الأنود، ويطرح التحديات والتدابير المضادة للتنمية الصحية لصناعة فحم الكوك.
1. تحليل الإنتاج واتجاه التدفق لفحم الكوك
1.1 إنتاج فحم الكوك
يتركز إنتاج فحم الكوك بشكل رئيسي في عدد قليل من البلدان مثل الصين والولايات المتحدة والمملكة المتحدة وكوريا الجنوبية واليابان. في عام 2011، بلغت الطاقة الإنتاجية العالمية لفحم الكوك الإبري حوالي 1200 كيلو طن/عام، منها قدرة إنتاج الصين 250 ألف طن/عام، ولم يكن هناك سوى أربعة مصنعين صينيين لفحم الكوك. بحلول عام 2021، وفقًا لإحصائيات شركة Sinfern Information، سترتفع الطاقة الإنتاجية العالمية لفحم الإبر إلى حوالي 3250 ألف طن/عام، وسترتفع الطاقة الإنتاجية لفحم الإبر في الصين إلى حوالي 2240 ألف طن/عام، وهو ما يمثل 68.9% من الإنتاج العالمي. الطاقة الإنتاجية، وسيرتفع عدد الشركات الصينية المصنعة لفحم الكوك إلى 21.
يوضح الجدول 1 الطاقة الإنتاجية لأكبر 10 شركات مصنعة لفحم الكوك في العالم، حيث تبلغ الطاقة الإنتاجية الإجمالية 2130 ألف طن/السنة، وهو ما يمثل 65.5% من الطاقة الإنتاجية العالمية. من منظور القدرة الإنتاجية العالمية لمؤسسات فحم الكوك الإبرة، فإن مصنعي فحم الكوك الإبري من سلسلة النفط عمومًا لديهم نطاق واسع نسبيًا، ويبلغ متوسط الطاقة الإنتاجية لمصنع واحد 100 ~ 200 كيلو طن / أ، وتبلغ الطاقة الإنتاجية لفحم الكوك من سلسلة الفحم حوالي 50 كيلو طن / فقط أ.
في السنوات القليلة المقبلة، ستستمر الطاقة الإنتاجية العالمية لفحم الكوك في الزيادة، ولكن بشكل رئيسي من الصين. تبلغ الطاقة الإنتاجية المخططة وتحت الإنشاء في الصين حوالي 430 ألف طن / سنويًا، ويتفاقم وضع الطاقة الفائضة بشكل أكبر. أما خارج الصين، فإن قدرة فحم الكوك مستقرة بشكل أساسي، حيث تخطط مصفاة أومسك الروسية لبناء وحدة فحم الكوك بقدرة 38 كيلو طن في عام 2021.
ويبين الشكل 1 إنتاج فحم الكوك في الصين في السنوات الخمس الأخيرة. كما يتبين من الشكل 1، حقق إنتاج فحم الكوك في الصين نموًا هائلاً، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 45% خلال 5 سنوات. في عام 2020، وصل إجمالي إنتاج فحم الكوك في الصين إلى 517 ألف طن، بما في ذلك 176 ألف طن من سلسلة الفحم و341 ألف طن من سلسلة النفط.
1.2 استيراد فحم الكوك
ويبين الشكل 2 حالة استيراد فحم الكوك في الصين في السنوات الخمس الأخيرة. كما يتبين من الشكل 2، قبل تفشي كوفيد-19، زاد حجم واردات فحم الكوك في الصين بشكل ملحوظ، حيث وصل إلى 270 ألف طن في عام 2019، وهو رقم قياسي. في عام 2020، نظرًا لارتفاع أسعار فحم الكوك المستورد، وانخفاض القدرة التنافسية، ومخزون الموانئ الكبير، بالإضافة إلى التفشي المستمر للأوبئة في أوروبا والولايات المتحدة، بلغ حجم واردات الصين من فحم الكوك في عام 2020 132 ألف طن فقط، بانخفاض 51٪ سنة بعد سنة. وفقًا للإحصاءات، في فحم الكوك المستورد في عام 2020، كان فحم الكوك المستخرج من الزيت 27.5 كيلو طن، بانخفاض 82.93٪ على أساس سنوي؛ إبرة قياس الفحم فحم الكوك 104.1 كيلو طن، بزيادة 18.26٪ عن العام الماضي، والسبب الرئيسي هو أن النقل البحري في اليابان وكوريا الجنوبية أقل تأثراً بالوباء، وثانيًا، سعر بعض المنتجات من اليابان وكوريا الجنوبية أقل من ذلك من المنتجات المماثلة في الصين، وحجم الطلب النهائي كبير.
1.3 اتجاه تطبيق فحم الكوك الإبرة
فحم الكوك هو نوع من المواد الكربونية المتطورة، والذي يستخدم بشكل رئيسي كمواد خام لإنتاج قطب الجرافيت عالي الطاقة ومواد أنود الجرافيت الاصطناعي. أهم مجالات التطبيقات الطرفية هي صناعة الفولاذ بفرن القوس الكهربائي وبطاريات الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة.
تين. يوضح الشكل 3 اتجاه تطبيق فحم الكوك في الصين في السنوات الخمس الأخيرة. يعد قطب الجرافيت أكبر مجال للتطبيق، ويدخل معدل نمو الطلب مرحلة ثابتة نسبيًا، بينما تستمر مواد القطب السالب في النمو بسرعة. في عام 2020، بلغ إجمالي استهلاك فحم الكوك في الصين (بما في ذلك استهلاك المخزون) 740 كيلو طن، منها 340 كيلو طن من المواد السلبية و400 كيلو طن من قطب الجرافيت، وهو ما يمثل 45٪ من استهلاك المواد السلبية.
2.1 تطوير صناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية
تعد صناعة الحديد والصلب منتجًا رئيسيًا لانبعاثات الكربون في الصين. هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج الحديد والصلب: الفرن العالي وفرن القوس الكهربائي. من بينها، يمكن لصناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي تقليل انبعاثات الكربون بنسبة 60%، ويمكن تحقيق إعادة تدوير موارد الصلب الخردة وتقليل الاعتماد على استيراد خام الحديد. اقترحت صناعة الحديد والصلب أن تأخذ زمام المبادرة في تحقيق هدف "ذروة الكربون" و"حياد الكربون" بحلول عام 2025. وبتوجيه من السياسة الوطنية لصناعة الحديد والصلب، سيكون هناك عدد كبير من مصانع الصلب لتحل محل المحول والفرن العالي من الصلب مع فرن القوس الكهربائي.
في عام 2020، بلغ إنتاج الصلب الخام في الصين 1054.4 مليون طن، منها حوالي 96 مليون طن من فولاذ eAF، وهو ما يمثل 9.1% فقط من إجمالي الصلب الخام، مقارنة بـ 18% من المتوسط العالمي، و67% من الولايات المتحدة، 39 % من الاتحاد الأوروبي، و22% من فولاذ القوات الجوية اليابانية، هناك مجال كبير للتقدم. وفقًا لمسودة "إرشادات تعزيز التنمية عالية الجودة لصناعة الحديد والصلب" الصادرة عن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات في 31 ديسمبر 2020، يجب زيادة نسبة إنتاج فولاذ eAF إلى إجمالي إنتاج الصلب الخام إلى 15 ٪ ~ 20٪ بحلول عام 2025. ستؤدي زيادة إنتاج فولاذ eAF إلى زيادة كبيرة في الطلب على أقطاب الجرافيت فائقة الطاقة. إن اتجاه تطوير فرن القوس الكهربائي المحلي هو متطور وواسع النطاق، مما يطرح طلبًا أكبر على المواصفات الكبيرة وقطب الجرافيت عالي الطاقة.
2.2 حالة إنتاج قطب الجرافيت
يعد قطب الجرافيت مادة مستهلكة أساسية لصناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية. يوضح الشكل 4 القدرة الإنتاجية وإنتاج قطب الجرافيت في الصين في السنوات الخمس الأخيرة. وارتفعت الطاقة الإنتاجية للقطب الجرافيتي من 1050 كيلو طن/عام في عام 2016 إلى 2200 ألف طن/عام في عام 2020، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 15.94%. هذه السنوات الخمس هي فترة النمو السريع لقدرة إنتاج أقطاب الجرافيت، وكذلك دورة التشغيل للتطور السريع لصناعة أقطاب الجرافيت. قبل عام 2017، كانت صناعة أقطاب الجرافيت كصناعة تصنيعية تقليدية ذات استهلاك عالي للطاقة والتلوث العالي، وشركات أقطاب الجرافيت المحلية الكبيرة تقلل الإنتاج، وتواجه مؤسسات أقطاب الجرافيت الصغيرة والمتوسطة الحجم الإغلاق، وحتى عمالقة الأقطاب الكهربائية الدولية يجب أن يتوقفوا عن الإنتاج، إعادة البيع والخروج. في عام 2017، ارتفع سعر قطب الجرافيت في الصين بشكل حاد، متأثرًا ومدفوعًا بالسياسة الإدارية الوطنية المتمثلة في الإلغاء الإلزامي لـ "قضبان الفولاذ الأرضية". بفضل الأرباح الزائدة، بدأ سوق أقطاب الجرافيت في موجة من استئناف القدرات والتوسع.
في عام 2019، وصل إنتاج قطب الجرافيت في الصين إلى مستوى قياسي جديد في السنوات الأخيرة، حيث وصل إلى 1189 كيلو طن. في عام 2020، انخفض إنتاج قطب الجرافيت إلى 1020 كيلوطن بسبب ضعف الطلب الناجم عن الوباء. ولكن بشكل عام، تتمتع صناعة أقطاب الجرافيت في الصين بقدرة فائضة خطيرة، وانخفض معدل الاستخدام من 70% في عام 2017 إلى 46% في عام 2020، وهو معدل جديد منخفض لاستخدام القدرة.
2.3 تحليل الطلب على فحم الكوك الإبرة في صناعة أقطاب الجرافيت
سيؤدي تطوير فولاذ eAF إلى زيادة الطلب على قطب الجرافيت عالي الطاقة. تشير التقديرات إلى أن الطلب على قطب الجرافيت سيكون حوالي 1300 كيلو طن في عام 2025، وسيكون الطلب على فحم الكوك الخام حوالي 450 كيلو طن. نظرًا لأنه في إنتاج إلكترودات ومفاصل جرافيت كبيرة الحجم وعالية الطاقة للغاية، فإن فحم الكوك الإبري المعتمد على الزيت أفضل من فحم الكوك الإبري المعتمد على الفحم، ستزداد نسبة طلب إلكترود الجرافيت على فحم الكوك الإبري المعتمد على الزيت بشكل أكبر، مما يحتل المرتبة مساحة سوق فحم الكوك القائم على الفحم.
وقت النشر: 23 مارس 2022